以量子相干调控和量子精密测量为代表的先进量子信息处理技术正在蓬勃发展,并将深刻影响到经济社会发展。选择合适的物理系统,探索便于操控和集成的实用量子信息处理技术是其中一个关键环节。自量子光学诞生以来,腔量子电动力学（QED）系统为研究量子化光场与各种物质的相互作用提供了一个良好平台,近年来更是由于制造工艺和实验技术的飞速进步而日益发展成熟,成为适于量子信息处理的最具潜力物理系统之一。腔QED系统可通过引入机械振子和原子、离子等实体而展现丰富的相互作用,如光力相互作用和偶极相互作用等,进而成为当前研究热点。为此,在本文我们开展了以腔QED系统为载体的对应不平凡光子传输的量子调控和有助于提高测量精度的量子度量问题研究,一方面聚焦于多模光力系统中基于非线性双稳透射的高隔离率非互易传输,一方面聚焦于超强偶极相互作用机制下各向异性Rabi模型的量子费舍信息。本论文首先介绍了,有关腔QED系统、光力系统、光学双稳态、光学非互易性和量子精密测量的基本概念和研究背景。并给出了典型光力系统动态方程、稳态求解和稳定性判断以及经典和量子费舍信息的基本理论和数学知识。接下来,我们研究了一个结构不对称的四模光力系统,单侧（从左侧或者从右侧）输入驱动场时的非互易传输。系统由三个以串联方式耦合的光腔和一个机械振子（在第一个光腔中）组成,从而产生了一个非对称的光力非线性。当驱动场较强时,在系统的阻抗匹配条件被打破的情况下,两个相反方向的透射率表现出了交错的双稳行为。通过调制光力耦合强度、光学模式间的耦合系数、机械振子的频率等相关参数,在更宽的输入功率或者单腔的模式失谐范围内实现可反转的更高的隔离率。该工作可以为两侧同时有驱动场输入时的非互易传输提供一个灵活的平台,还可以扩展到具有更多耦合腔的光网络中。之后,在上一个工作基础上,研究了结构对称的四模光力系统,单侧（从左侧或者从右侧）输入驱动场时的非互易传输。系统由三个以串联方式耦合的光腔和一个机械振子（在中间光腔中）组成,从而产生了非对称的光力非线性。同样地,在合适的驱动场作用下,当系统阻抗匹配条件被破坏时,系统两个相反方向的透射率表现出交错的双稳行为。相比于之前的工作,该系统的两个独特之处在于,可以通过参数调节实现只抑制其双稳下支或者只增强其双稳上支,以及在对应等值的正、负隔离率的非互易传输之间转换。最后,文中研究了二能级系统和单模玻色子在超强耦合区域的量子度量学问题。我们由各向异性Rabi模型出发,首先在变换旋转波近似下,考虑反旋转波项的情况得到了非真空态的系统基态,然后计算了表征量子测量精度极限的量子费舍信息。研究结果表明:两个子系统的量子费舍信息之和大于整个系统的量子费舍信息,即量子费舍信息具有超可加性。